全氟磺酸质子交换膜的最佳工作条件是什么
全氟磺酸质子交换膜的最佳工作条件是什么 ? 驰飞超声波喷涂
质子交换膜燃料电池中的水传输牵涉两方面,一方面是质子水通过电渗拖曳从阳极到阴极,另一方面是反方向的扩散。总的水传输的通量就是电渗拖曳和反向扩散之和。
质子交换膜的水平衡属于水管理的范畴,质子交换膜的水管理就是要保持质子交换膜宏观角度的“生成水+增湿水=排出水”。
在上述水平衡中,“生成水”是燃料氢和阴极气体氧发生电化学反应的产物,它在稳定电池工作中属于关键因素。全氟磺酸质子交换膜传输质子需要将质子以水合形式进行,即:质子穿过膜会拖曳一个或几个水分子,每个质子拖曳多少个水分子首先取决于Nafion膜中存在多少水分子。因此,膜水合质子的程度越高,传输质子效率越高,离子电导率越高,电池性能越好。
但是,如果水传输失衡,系统中存在过量的液态水,则出现水淹情况,水覆盖催化层CL,阻止反应气体的电化学反应,电池离子电导率反而降低,电池性能变差。
因此,对全氟磺酸质子交换膜来说,最佳的工作条件是:水平衡下条件下,没有过多液态水的反应气体完全饱和。
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超声镀膜系统可在燃料电池和质子交换膜(PEM)电解器(如Nafion)的电解工艺上产生高度耐用、均匀的碳基催化剂墨水涂层,而膜不会变形。均匀的催化剂涂层沉积在PEM燃料电池、GDL、电极、各种电解质膜和固体氧化物燃料电池上,喷涂的悬浮液包含炭黑墨水、PTFE粘合剂、陶瓷浆料、铂和其他贵金属。也可以使用超声波喷涂其他金属合金,包括金属氧化物悬浮液的铂、镍、铱和钌基燃料电池催化剂涂层,以制造PEM燃料电池、聚合物电解质膜(PEM)电解槽、DMFC(直接甲醇燃料电池)和SOFC(固体氧化物燃料电池)可产生大负荷和高电池效率。